Из металлов и различных сплавов могут производиться порошковые составы. Они могут применяться самым различным образом для защиты заготовок и деталей. Порошковая металлургия – активно развивающаяся область, которая имеет огромное количество особенностей. Это направление металлургии появилось более ста лет назад.
Порошковая металлургия
Содержание
- Получение порошков
- Компактирование
- Спекание
- Применение продуктов порошковой металлургии
- Вам также могут быть интересны статьи:
Получение порошков
Для производства порошка могут применяться самые различные технологии, но их объединяют следующие моменты:
- Экономичность. В качестве сырья могут использоваться отходы металлургической промышленности. Примером назовем окалину, которая сегодня нигде не применяется. Кроме этого, могут применять и другие отходы.
- Высокая точность геометрических форм. Изделия, получаемые при применении рассматриваемой технологии порошковой металлургии, обладают точными геометрическими формами, последующая механическая обработка не требуется. Этот момент определяет относительно небольшое количество отходов.
- Высокая износостойкость поверхности. За счет мелкозернистой структуры получаемые изделия обладают повышенной твердостью и прочностью.
- Невысокая сложность технологий порошковой металлургии.
Рассматривая наиболее распространенные технологии порошковой металлургии отметим, что они делятся на две основные группы:
- Физико-механические методы заключаются в измельчении сырья, за счет чего размер частиц становится небольшим. Подобного рода процессы производства характеризуются комбинированием различной нагрузки, которая оказывает воздействие на сырье.
- Химико-металлургические методы используются для изменения фазового состояния применяемого сырья. Примером подобного производства можно назвать восстановление солей и окислов, а также других соединений металлов.
Металлический порошок
Кроме этого, выделим следующие особенности производства порошка:
- Шаровой способ предусматривает переработку металлических обрезков в шаровой мельнице. За счет тщательного дробления получается мелкозернистый порошок.
- Вихревой способ заключается в применении специальной мельницы, которая создает сильный воздушный поток. Столкновение крупных частиц становится причиной получения мелкого порошка.
- Применение дробилок. Нагрузка, которая создается при падении груза большой массы, приводит к измельчению материала. Ударная нагрузка воздействует с определенной периодичностью, за счет чего и происходит дробление состава.
- Распыление сырья в жидком виде под воздействием сжатого воздуха. После получения хрупкого состава, металл пропускается через специальное оборудование, которое перемалывает его для получения порошка.
- Электролиз – процесс восстановления металла из жидкого состава под воздействием электрического тока. За счет повышения показателя хрупкости сырье может быстро перемалываться в специальных дробилках. Данный метод обработки позволяет получить зерно дендритной формы.
Некоторые из приведенных выше технологий порошковой металлургии получили большое распространение в промышленности по причине высокой производительности и эффективности, другие сегодня практически не применяются из-за повышения стоимости получаемого сырья.
Компактирование
Порошковая металлургия также предусматривает проведение процедуры, которая основана на получении полуфабрикатов в виде прутков и лент. После прессования можно получить практически готовое к применению изделие.
К особенностям процесса компактирования можно отнести нижеприведенные моменты:
- В качестве сырья при проведении рассматриваемого процесса применяется сыпучее вещество.
- После прохождения компактирования сыпучий порошок становится компактным материалом с пористой структурой. Прочность получаемого изделия приобретается в ходе проведения других процессов обработки.
Принцип порошковой металлургии
Рассматривая процесс прессования порошка, отметим применение следующих технологий:
- прокатывание;
- шликерное литье;
- изостатическое прессование за счет оказания давления газом или жидкостью;
- прессование с одной или обеих сторон при применении специальных металлических матриц;
- инжекционный метод.
Для того чтобы ускорить процесс компактирования, изделия порошок подвергается воздействию высокой температуры. В большинстве случаев расстояние между отдельными частицами уменьшается за счет воздействия высокого давления. Большой прочностью обладают порошки, изготавливаемые из мягких металлов.
Спекание
Финальный этап в порошковой металлургии заключается в воздействии высокой температуры. Практически любой метод порошковой металлургии предусматривает воздействие высокой температуры. Проводится спекание для достижения следующих целей:
- для повышения плотности изделия;
- для придания определенных физико-механических качеств.
Для термического воздействия проводится установка специального оборудования. Защитная среда, как правило, представлена инертными газами, к примеру, водородом. Процесс спекания может проводится и в вакууме для повышения эффективности применяемой технологии.
Индукционный метод нагрева также пользуется большой популярностью. Он предусматривает использование индукционных печей, которые производят или изготавливают своими руками. В продаже встречается оборудование, способное объединять несколько технологических процессов: спекание и прессование.
Применение продуктов порошковой металлургии
Порошковую металлургию применяют в авиации, электротехнике, радиотехнике и многих других отраслях промышленности. Это связано с тем, что применяемая технология производства позволяет получать детали сложной формы. Кроме этого, современные технологии порошковой металлургии позволяют получить детали, обладающие:
- Высокой прочностью. Плотная структура определяет повышенную прочность.
- Долговечностью. Получаемые изделия могут прослужить в тяжелых условиях эксплуатации на протяжении длительного периода.
- Износостойкостью. Если нужно получить поверхность, которая не истирается под механическим воздействием, то нужно рассмотреть технологию порошковой формовки.
- Пластичностью. Можно также получить заготовки повышенной пластичности.
Продукция порошковой металлургии
Также распространение этой технологии можно связать с низкой себестоимостью получаемых изделий.
Достоинства и недостатки
Метод получения изделий из порошков получил достаточно широкое распространение по причине большого количества достоинств:
- низкая стоимость получаемых изделий;
- возможность производства крупных деталей со сложными поверхностями;
- высокие физико-механические качества.
Металлургический порошковый метод характеризуется и несколькими недостатками:
- Получаемая структура обладает относительно невысокой прочностью.
- Структура характеризуется меньшей плотностью.
- Рассматриваемые технологии предусматривают применение специализированного оборудования.
- При нарушении технологии производства детали имеют низкое качество.
Сегодня порошковая металлургия активно применяется в самых различных отраслях промышленности. Кроме этого, ведутся разработки, которые направлены на улучшение качества получаемых изделий.
В заключение отметим, что при соединении мелких частиц различных металлов и сплавов получаются материалы с особыми эксплуатационными качествами.
Источник: